JPH0772557B2 - Turbo molecular pump - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、高真空排気を実現するターボ分子ポンプに関
し、特にプロセスガスによる反応生成物のポンプ内への
付着を防止するために好適なターボ分子ポンプ（以下、
TMPと略記する）に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a turbo molecular pump that realizes high vacuum exhaust, and particularly to a turbo molecular pump that is suitable for preventing reaction products from adhering to the pump due to process gas. Molecular pump (hereinafter,
Abbreviated as TMP).

［従来の技術］ 第４図はTMPの一例を示しており、筒状のハウジング本
体１と、このハウジング本体１を支持するベース２と、
前記ハウジング本体１内にあって前記ベース２に固設さ
れたモータハウジング３と、このモータハウジング３と
前記ベース２とにそれぞれ配設された対をなすボールベ
アリング４、５と、これらのボールベアリング４、５に
より両軸端部近傍を支承されたシャフト６と、このシャ
フト６に一体回転可能に固着され内周7aに前記モータハ
ウジング３を収容してなるロータ７と、このロータ７の
外周7bと前記ハウジング本体１の内周1aとの間に構成さ
れたポンプ機構たるタービン８と、前記ベース２の底部
に取着されたオイルタンク９とを具備してなる。そし
て、吸気口10から吸い込んだガスをタービン８で叩き飛
ばし、排気口11から強制排気し得るようになっている。[Prior Art] FIG. 4 shows an example of a TMP, which includes a cylindrical housing body 1 and a base 2 for supporting the housing body 1.
A motor housing 3 fixed in the base 2 inside the housing body 1, paired ball bearings 4 and 5 respectively arranged in the motor housing 3 and the base 2, and these ball bearings. A shaft 6 supported near the ends of both shafts by 4, 5 and 5, a rotor 7 fixed to the shaft 6 so as to rotate integrally with the motor housing 3 in an inner circumference 7a, and an outer circumference 7b of the rotor 7. And a turbine 8 as a pump mechanism formed between the inner periphery 1a of the housing body 1 and an oil tank 9 attached to the bottom of the base 2. Then, the gas sucked from the intake port 10 can be blown off by the turbine 8 and forcedly exhausted from the exhaust port 11.

［発明が解決しようとする課題］ ところで、このポンプを例えば半導体デバイスのアルミ
ドライエッチングを行う半導体製造装置に適用すると、
エッチング後の反応生成物である塩化アルミニウムAlCl
₃がポンプ内に付着、堆積するという不都合を生じる。[Problems to be Solved by the Invention] By the way, when this pump is applied to, for example, a semiconductor manufacturing apparatus that performs aluminum dry etching of semiconductor devices,
Aluminum chloride, AlCl, which is the reaction product after etching
_This causes the inconvenience that ₃ adheres and accumulates in the pump.

具体的に説明すると、TMPではボールベアリング４、５
の冷却のために冷却水をパイプ12aを半田等によって埋
設した冷却金具12がベース２及びオイルタンク９に密着
させて配設してあり（ベースのみを冷却するようにして
いる場合もある）、ベース２を直接冷却することにより
下部ベアリング５に冷熱を与えるとともに、オイルタン
ク９内のオイルを冷却することによりそのオイルをノズ
ル6aにより吸い上げ、シャフト６に沿って上部ベアリン
グ４に供給するようにしている。しかし、図示の如くベ
ース２にはハウジング本体１の内周1aをなすスペーサ1b
やモータハウジング３等が金属接触させてあるため、ベ
ース２に伝わる冷熱の多くはロータ下端7cを含むロータ
内周7aからロータ外周7bにかけての領域Ａに蓄冷され易
く、タービン８から圧縮排気されてきたAlCl₃がこの領
域Ａにて冷却されることになる。AlCl₃には、第５図の
蒸気圧曲線に見られるように、圧力に応じて所定温度以
上で気相となりその温度以下で固相となる性質があるの
で（特開平１−267391号公報の記載引用）、AlCl₃はこ
の領域Ａを通過する間に冷却されて第４図図示の如く周
辺に析出し、一定の使用期間内に多いときで３〜4mmに
まで成長することになる。To be more specific, TMP uses ball bearings 4, 5
For cooling the cooling water, a cooling metal fitting 12 in which a pipe 12a is embedded with solder or the like is arranged in close contact with the base 2 and the oil tank 9 (only the base may be cooled in some cases). By directly cooling the base 2, the lower bearing 5 is cooled, and by cooling the oil in the oil tank 9, the oil is sucked up by the nozzle 6a and supplied to the upper bearing 4 along the shaft 6. There is. However, as shown in the figure, the base 1 has a spacer 1b forming an inner circumference 1a of the housing body 1.
Since the motor housing 3 and the motor housing 3 are in metal contact with each other, most of the cold heat transferred to the base 2 is likely to be stored in the area A from the rotor inner circumference 7a including the rotor lower end 7c to the rotor outer circumference 7b and is compressed and exhausted from the turbine 8. AlCl ₃ is cooled in this area A. As shown in the vapor pressure curve of FIG. 5, AlCl ₃ has the property of becoming a gas phase above a predetermined temperature and becoming a solid phase below that temperature according to the pressure (Japanese Patent Laid-Open No. 1-267391). As described above), AlCl ₃ is cooled while passing through this region A and precipitates on the periphery as shown in FIG. 4, and grows up to 3 to 4 mm at a large amount within a certain period of use.

このため、TMPをかかるAlCl₃やそれと同等の現象を生じ
るガスの排気に用いると、通常の場合に比べてより頻繁
な分解清掃作業が必要となり、メンテナンス上と稼動効
率上とにおいて極めて大きな不都合を強いられることに
なる。また、特にロータ外周7bとハウジング本体内周1a
との間では、この部位が1mm前後の極少隙間に保たれて
いることもあって、堆積した反応生成物により両者が接
触し、ポンプ自体の損傷又は破損をも招きかねない。For this reason, when TMP is used for exhausting such AlCl ₃ or a gas that causes a phenomenon equivalent thereto, more frequent disassembly and cleaning work is required as compared with the normal case, and there is a great inconvenience in terms of maintenance and operating efficiency. You will be forced. Also, especially rotor outer circumference 7b and housing body inner circumference 1a
Since this area is kept in a very small gap of about 1 mm between the two, the deposited reaction product may bring them into contact with each other, which may cause damage or damage to the pump itself.

本発明は、このような課題に着目してなされたものであ
って、上述したロータ下端を含むロータ内、外周にかけ
ての領域（以下、被着領域と称する）Ａへの反応生成物
等の付着を防止し、これによりTMPの信頼性、耐久性、
メンテナンス性等を有効に向上させることを目的として
いる。The present invention has been made by paying attention to such a problem, and adheres a reaction product or the like to an area (hereinafter, referred to as an adhered area) A in and around the rotor including the lower end of the rotor described above. Prevent the TMP's reliability, durability,
The purpose is to effectively improve maintainability.

［課題を解決するための手段］ 本発明は、かかる目的を達成するために、次のような構
成を採用したものである。[Means for Solving the Problems] The present invention adopts the following configuration in order to achieve such an object.

すなわち、本発明のTMPは、ハウジング本体と、このハ
ウジング本体を支持するベースと、前記ハウジング本体
内にあって前記ベースに固設されたモータハウジング
と、このモータハウジングと前記ベースとにそれぞれ配
設された対をなすボールベアリングと、これらのボール
ベアリングにより両軸端部近傍を支承されたシャフト
と、このシャフトに一体回転可能に固着され内周に前記
モータハウジングを収容してなるロータと、このロータ
と前記ハウジング本体との間に構成されたポンプ機構
と、前記ベース底部に取着されたオイルタンクとを具備
してなるTMPにおいて、前記オイルタンクの底壁下面に
冷却手段を密着させるとともに、オイルタンクとベース
の間に断熱材を介設したことを特徴とする。That is, the TMP of the present invention includes a housing body, a base that supports the housing body, a motor housing that is fixed to the base in the housing body, and the motor housing and the base are respectively disposed. Paired ball bearings, a shaft supported near the ends of both shafts by these ball bearings, a rotor rotatably fixed to the shaft and housing the motor housing in the inner periphery, In a TMP comprising a pump mechanism configured between a rotor and the housing body, and an oil tank attached to the base bottom portion, a cooling means is brought into close contact with the bottom surface of the bottom wall of the oil tank, The feature is that a heat insulating material is provided between the oil tank and the base.

［作用］ このような構成であると、オイルタンク内のオイルは冷
却手段によって底壁側から冷却され、両ボールベアリン
グはそのオイルが強制循環によって供給されたときに潤
滑とともに冷却されることになる。そして、この構成を
従来の冷却金具による冷却構造と比較すると、冷熱源を
被着領域に対してより遠い位置に持ち込んだものという
ことができる。このため、被着領域を昇温させて反応生
成物等の付着を防止することが可能になる。また、この
ような構成だけでは下部ボールベアリングに対する冷却
効果が半減する可能性があるが、本発明では更に、オイ
ルタンクとベースの間に断熱材を介設し、被着領域への
冷熱の伝達を防止するようにしているため、冷却手段の
能力を増大させて、ボールベアリングに対する冷却効果
を適正に高めることができる。[Operation] With such a configuration, the oil in the oil tank is cooled from the bottom wall side by the cooling means, and both ball bearings are cooled together with lubrication when the oil is supplied by forced circulation. . When this configuration is compared with a conventional cooling structure using cooling metal fittings, it can be said that the cold heat source is brought to a position farther from the deposition area. Therefore, it is possible to raise the temperature of the deposition area and prevent the adhesion of reaction products and the like. Further, with such a configuration alone, the cooling effect on the lower ball bearing may be halved, but in the present invention, a heat insulating material is further provided between the oil tank and the base to transfer cold heat to the adhered area. Therefore, the capacity of the cooling means can be increased and the cooling effect on the ball bearing can be appropriately enhanced.

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図を参照して説
明する。なお、第４図と共通する部分には同一符号を付
し、その説明を省略する。[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3. The same parts as those in FIG. 4 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

このTMPの冷却手段20は、第１図に示すように、オイル
タンク９の底壁9a下面に密着させた冷却板21と、この冷
却板21に凹設された溝21aと、この溝21a内に配設され半
田等を流し込んで固定された冷却水パイプ22とから構成
される。従来の冷却金具に相当する部材12は単に押え金
具としてある。As shown in FIG. 1, the cooling means 20 of this TMP includes a cooling plate 21 that is in close contact with the lower surface of the bottom wall 9a of the oil tank 9, a groove 21a recessed in the cooling plate 21, and a groove 21a inside the groove 21a. And a cooling water pipe 22 in which solder or the like is poured and fixed. The member 12 corresponding to the conventional cooling fitting is simply a holding fitting.

このような構成であると、オイルタンク９内に充填され
ているオイルは底壁9a側から冷却されることになり、そ
のオイルがノズル6aにより吸い上げられ、シャフト６の
内周に沿って上部ボールベアリング４に供給された後、
シャフト６の外周に沿って流れて下部ボールベアリング
５に供給され、再びオイルタンクに還流することにな
る。これにより、両ボールベアリンク４、５はオイルに
よって潤滑と冷却が同時に行われるものとなる。With such a configuration, the oil filled in the oil tank 9 is cooled from the bottom wall 9a side, the oil is sucked up by the nozzle 6a, and the upper ball is moved along the inner circumference of the shaft 6. After being supplied to the bearing 4,
It flows along the outer circumference of the shaft 6, is supplied to the lower ball bearing 5, and is returned to the oil tank again. As a result, both ball bare links 4 and 5 are simultaneously lubricated and cooled by oil.

そして、この冷却構造によると、冷却水パイプ22がベー
ス２に添設されず且つベース２に対して最も遠い位置に
配設されることになり、当該冷却水パイプ22により持ち
込まれる冷熱の被着領域Ａへの伝達効率を従来に比べて
大きく低減させることができる。このため、被着領域Ａ
に昇温効果をもたらし、その結果、反応生成物等の付着
を有効に防止することが可能になる。Further, according to this cooling structure, the cooling water pipe 22 is not attached to the base 2 and is arranged at the farthest position with respect to the base 2, and the cold heat to be brought in by the cooling water pipe 22 is attached. The transmission efficiency to the area A can be greatly reduced compared to the conventional case. Therefore, the deposition area A
As a result, it is possible to effectively prevent the adhesion of reaction products and the like.

なお、このままの構造ではベース２の冷却が直接行わな
れないことにより、下部ボールベアリング５に対する冷
却効果が半減する可能性があるが、本実施例では更に、
第２図に詳細に示すようにオイルタンク９を断熱材31
（例えばJIS規格の真空用角リングゴム）を介してベー
ス２の底部に添接させ、その状態で押え金具12とオイル
タンク９との間に一定の隙間が生じるようにしている。
このため、冷却パイプ22による冷却能力を更に高めるこ
とができ、被着領域Ａに悪影響を及ぼすことなく両ボー
ルベアリング４、５に対する冷却を実効ならしめること
が可能になる。また、同様の趣旨で第３図に示す如く押
え金具12自体を断熱材製のものとしてもよい。In the structure as it is, the cooling effect on the lower ball bearing 5 may be halved because the base 2 is not directly cooled, but in the present embodiment, further,
As shown in detail in FIG.
It is attached to the bottom of the base 2 through (for example, JIS standard square ring rubber for vacuum), and in that state, a certain gap is formed between the holding metal fitting 12 and the oil tank 9.
Therefore, the cooling capacity of the cooling pipe 22 can be further enhanced, and the ball bearings 4 and 5 can be effectively cooled without adversely affecting the adhered area A. Further, for the same reason, the holding metal fitting 12 itself may be made of a heat insulating material as shown in FIG.

［発明の効果］ 本発明のTMPは、以上のような構成であるから、ボール
ベアリングに対する所要の冷却効果を確保しつつ、被着
領域を昇温させて反応生成物等の付着を防止することが
でき、その結果、TMPの信頼性、耐久性、メンテナンス
性等を有効に向上させる効果が得られる。[Advantages of the Invention] Since the TMP of the present invention is configured as described above, it is possible to raise the temperature of the deposition area and prevent the deposition of reaction products and the like while ensuring the required cooling effect for the ball bearing. As a result, the effect of effectively improving the reliability, durability, maintainability, etc. of the TMP can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図は本発明の一実施例を示す全体断面図、第２図は
同実施例の要部詳細を示す断面図、第３図は本発明の他
の実施例の要部詳細を示す断面図である。また、第４図
は従来例を示す第１図相当の全体断面図、第５図はAlCl
₃の蒸気圧線図である。 １……ハウジング本体、1a……内周 ２……ベース、３……モータハウジング ４、５……ボールベアリング ６……シャフト、７……ロータ 7a……内周、7b……外周 ８……ポンプ機構（タービン） ９……オイルタンク、9a……底壁 20……冷却手段、31……断熱材FIG. 1 is an overall sectional view showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing details of essential parts of the same embodiment, and FIG. 3 is a sectional view showing details of essential parts of another embodiment of the present invention. It is a figure. Further, FIG. 4 is an overall sectional view corresponding to FIG. 1 showing a conventional example, and FIG. 5 is AlCl.
It is a vapor pressure diagram of ₃ . 1 …… Housing body, 1a …… Inner circumference 2 …… Base, 3 …… Motor housing 4, 5 …… Ball bearing 6 …… Shaft, 7 …… Rotor 7a …… Inner circumference, 7b …… Outer circumference 8 …… Pump mechanism (turbine) 9 ... Oil tank, 9a ... Bottom wall 20 ... Cooling means, 31 ... Insulation material

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】ハウジング本体と、このハウジング本体を
支持するベースと、前記ハウジング本体内にあって前記
ベースに固設されたモータハウジングと、このモータハ
ウジングと前記ベースとにそれぞれ配設された対をなす
ボースベアリングと、これらのボールベアリングにより
両軸端部近傍を支承されたシャフトと、このシャフトに
一体回転可能に固着され内周に前記モータハウジングを
収容してなるロータと、このロータの外周と前記ハウジ
ング本体の内周との間に構成されたポンプ機構と、前記
ベース底部に取着されたオイルタンクとを具備してなる
ターボ分子ポンプにおいて、前記オイルタンクの底壁下
面に冷却手段を密着させるとともに、オイルタンクとベ
ースの間に断熱材を介設したことを特徴とするターボ分
子ポンプ。1. A housing body, a base for supporting the housing body, a motor housing fixed to the base in the housing body, and a pair of motor housing and the base. Forming a Bose bearing, a shaft supported near the ends of both shafts by the ball bearings, a rotor fixed to the shaft so as to be rotatable integrally with the motor housing, and an outer periphery of the rotor. In a turbo molecular pump comprising a pump mechanism configured between the inner periphery of the housing body and an oil tank attached to the bottom of the base, a cooling unit is provided on the lower surface of the bottom wall of the oil tank. A turbo molecular pump characterized by being closely attached and having a heat insulating material interposed between the oil tank and the base.